JP5715224B2 - 船舶の着岸支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、船舶の着岸支援装置に関し、船舶を岸壁または桟橋に着桟させる際に、着岸目標位置を設定し、港への入港時から着岸目標位置までの軌跡を作成する記録装置を設けて、該軌跡に沿うように操船者に指示を行う船舶の着岸支援装置に関する。
船舶を桟橋や岸壁に着桟させる（以下、着岸という）場合、従来の船舶においては、ＧＰＳ、レーダ等によって一般に操船者の位置から船が岸壁や桟橋に接近している部分の動きを直接モニターで見ることができる。また、入港から着岸までの類似記録を利用して、該着岸までの軌跡をモニターで見ることができる。
特開昭６０−２６３８１２号公報 特開２００７−２３０４５５号公報
ところで、着岸時の操船情報を目視により行う前記方法は、例えば、衛星を利用して測位するＧＰＳ（地球規模測位システム）、Ｄ−ＧＰＳ、特に、センチメートル単位で測位できるキネマティックＧＰＳを使用し、その位置情報と、岸壁または桟橋との正確な位置とを比較して操船をするものである。しかしながら、着岸までの操船指示はなく、操船技術を要していた。また、理想的な速度、操舵タイミング、入港角度などを細かく指示する装置はなかった。
例えば、特開昭６０−２６３８１２号公報に記載された発明は、赤外線追尾カメラにより地上の目標からの反射赤外線を受光し、カメラの回転角計測装置によりカメラと目標との距離を求め、ジャイロから船体方位角を求めることにより、船体位置を自動的に検出するものである。
また、特開２００７−２３０４５５号公報に記載された発明は、着岸までの軌跡記録を表示するが、着岸の為の操作指示にいたるものではない。
そこで、本発明は、以上の問題に着目して成されたものであり、船舶を岸壁または桟橋に着岸させる際に、港への入港時から着岸目標位置までの軌跡を記録する記録装置を備え、該軌跡に沿うように操船者に指示を行うことができる船舶の着岸支援装置を提供することを目的とする。
次に問題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、港へ入港する船舶の着岸支援装置であって、船舶の着岸位置を設定し、港への入港時から前記着岸位置までの着岸軌跡を記録する軌跡記録装置を設け、前記軌跡記録装置に過去に自船が通った着岸軌跡を理想的な着岸軌跡として記録し、前記過去に自船が通った理想的な着岸軌跡から、任意の範囲をアプローチ範囲と定め、現在の船舶が前記アプローチ範囲内に位置しているかのチェックを行う構成としたものである。
請求項２においては、前記アプローチ範囲から外れた位置を船舶が進行している場合、前記アプローチ範囲内への移動指示を行う構成としたものである。
請求項３においては、前記アプローチ範囲内への船舶の移動が終了した後、船舶が適正な速度で進行しているかのチェックを行い、適正な速度ではない場合、適正な速度となるように指示を行う構成としたものである。
本発明の船舶の着岸支援装置によれば、次のような効果が得られる。
（１）入港からの着岸経験がない操船者であっても、該支援装置の指示によって、着岸することができる。
（２）また、着岸軌跡、速度、操舵角度等の指示をするので、操船者にとって、一層の着岸が容易となる。
船舶の岸壁までの位置、速度、角度を算出する概要説明図である。 回路構成を示したブロック図である。 操船指示許容範囲を示す概要説明図である 理想な軌跡を記録するためのフローチャートである。 入港から着岸までのマニュアル操船指示のフローチャートである。 入港から着岸までの自動操船のフローチャートである。
図１は、岸壁１上に測定ポイントＡ，Ｂを定め、ミリ波レーダー３, ３によって距離および測定ポイントＡ，Ｂが船体７の軸方向となす角度θaA，θaB，θbA，θbB，および距離ＳaA，ＳaB，ＳbA，ＳbBを演算することにより三角測量の手法により、岸壁１と船舶２との相対位置を知ることができる。
前記ミリ波レーダー３は、図示はないがレーダーユニット、指向性アンテナ、駆動装置、コンピュータからなる信号処理部及び受信回路からなっている。そして、前記指向性アンテナを所定の電波放射方向に向ける駆動の制御と、ミリ波パルスの放射・受信動作の制御とは、いずれも信号処理部によって制御するようにした。アンテナと対象物との間の距離、速度、方向などの演算は信号処理部で行い、その結果を図２で示す船橋の信号処理装置１１に出力するようにした。
また、船舶にＧＰＳ４を取り付け、ＧＰＳ４から出力される緯度・経度による位置信号を前記信号処理装置１１に入力し、ＧＰＳ４による測位信号、ミリ波レーダーから出力される信号、及び予め前記信号処理装置１１に入力した海図データから、船舶と岸壁又は桟橋との関係位置を割り出せるようにする。得られた関係位置は、図２で示す表示装置１３に表示できるようにすることができる。
図２は、着岸支援装置１０の回路構成を示したブロック図である。前記ミリ波レーダ３から船舶の速度、角度、距離を算出する。ＧＰＳ４からは、自船位置を算出する。これらの信号を信号処理装置１１で船舶と岸壁又は桟橋との関係位置を割り出せるようにする。次に軌跡記録装置１２により入港から着岸までの軌跡を記録させる。これらの軌跡記録、自船の位置などを比較して軌跡に沿うように指示を行う。該指示は表示装置１３にて表示される。また、一度記録した軌跡はその他船舶に転送ができるようにしている。例えば、ＵＳＢポート（図示無し）を使用してデータの持ち出しを可能とする。また、該記録装置は、前記理想着岸軌跡の記録データと実際の軌跡を比較して、該理想着岸軌跡との差に基づいて点数もつけることができる。該点数は、省エネルギーの貢献に寄与した操船に基づいている。
前記表示装置１３は、音声又は／及び画像表示され、操舵指示、操舵解除指示、速度設定指示等がなされる。例えば、右操舵から元の位置へ（この場合、直進位置）に戻す場合、予め右操舵の指示をした後、ブザーが鳴るまでその位置を保持する指示がなされる。次にブザーが鳴ると直進位置へ戻すよう指示を行う。
図３は、操船指示許容範囲を示す説明図である。着岸支援開始地点２１は、予め定められている。着岸支援開始地点２１から船舶の着岸位置２７まで理想着岸軌跡２０、アプローチ範囲２２、第一支援許容範囲２３、第二支援許容範囲２４、復航領域２５、停船領域２６に分けられる。着岸支援開始地点２１から船舶の着岸位置２７までこれらの範囲、領域を認識し、指示を行うようにしている。
前記アプローチ範囲２２とは、理想着岸軌跡２０から任意の範囲を定めており、支援指示に従い、進路を修正しながら、安全に着岸のための進行を続けることができる範囲を示している。また、該最終アプローチ開始地点とは、安全に着岸のための進行を続けることができる地点である。具体的には、停船若しくは復航領域時に、該最終アプローチ開始地点まで戻るよう指示が行われる。
図４は、着岸軌跡を記録するためのフローチャートである。まず、着岸軌跡モード３０をスタートさせ、次に操船熟練者であるかの選択がなされる（Ｓ１）。該熟練者を選択すれば、該スタート地点が着岸開始地点となり、着岸軌跡が記録される（Ｓ２）。これらの記録は１回限りであるが、過去の着岸軌跡をリセットさせることで再度着岸軌跡を記録することもできる。
前記操船熟練者でない方を選択した場合は、数回着岸軌跡を記録して平均値をとり、理想的な着岸軌跡を記録させる（Ｓ３）。ここでいう理想とは、着岸までの最短距離、省エネ、安全を考慮した軌跡となっている。
図５は、入港から着岸までのマニュアル操船指示のフローチャートである。まず、着岸支援モードをスタートさせ、理想的な着岸軌跡が表示される。該フローチャートは前記着岸支援開始の地点であり、初めに、現在の船舶位置がアプローチ範囲に進行しているかチェックを行う（Ｓ４）。アプローチ範囲から外れた所に船舶が進行している場合、アプローチ範囲までの移動指示を行う（Ｓ５）。
次に、適正な速度で入港しているかチェックを行う（Ｓ６）。適正な速度ではない場合は、適正な速度にするよう指示がなされる（Ｓ７）。
次に、第一許容範囲内に船舶が進行しているかをチェックする（Ｓ８）。第一許容範囲から外れた所に船舶が進行している場合、次に第二許容範囲であるかチェックを行う（Ｓ９）。第二支援許容範囲内である場合は、該第一支援許容範囲までの移動指示を行う（Ｓ１０）。
第二支援許容範囲から外れた所に船舶が進行している場合は、更に復航領域であるか、又は停船領域であるかをチェックする（Ｓ１１）。復航領域であれば、最終アプローチ開始地点まで戻るよう指示がなされる（Ｓ１２）。また、停船領域に船舶が進行している場合は、即停船の指示がなされる（Ｓ１３）。
次に、前記第一支援許容範囲内に船舶が進行している場合は、次に、船首が、理想着岸軌跡に沿っているかチェックを行う（Ｓ１４）。該船首が沿っていない場合、船首を沿うように指示がなされる（Ｓ１５）。例えば、図３で示す７ａが指示の対象となる。該船首が沿うようになるとフローが再度適正な速度をチェックする（Ｓ７）に戻り、途中で該軌跡から外れないように速度、範囲、領域のチェックを行う。
図６は、入港から着岸までの自動操船のフローチャートである。指示がなされて、操船者が操船するマニュアルモードではなく、入港から着岸まですべて自動で操船される。図６では、自動補正（Ｓ１６）が該当する。自動補正以外は、図５の説明と重複するので割愛する。
１ 岸壁
２ 船舶
３ ミリ波レーダー
４ ＧＰＳ
１１ 信号処理装置
１２ 軌跡記録装置
１３ 表示装置
２０ 理想着岸軌跡
２２ アプローチ範囲
２３ 第一支援許容範囲
２４ 第二支援許容範囲
２５ 復航領域
２６ 停船領域
２７ 着岸位置

Claims (3)

  1. 港へ入港する船舶の着岸支援装置であって、
    船舶の着岸位置を設定し、港への入港時から前記着岸位置までの着岸軌跡を記録する軌跡記録装置を設け、
    前記軌跡記録装置に過去に自船が通った着岸軌跡を理想的な着岸軌跡として記録し、
    前記過去に自船が通った理想的な着岸軌跡から、任意の範囲をアプローチ範囲と定め、現在の船舶が前記アプローチ範囲内に位置しているかのチェックを行う構成とした
    ことを特徴とする船舶の着岸支援装置。
  2. 前記アプローチ範囲から外れた位置を船舶が進行している場合、前記アプローチ範囲内への移動指示を行う構成としたことを特徴とする請求項１記載の船舶の着岸支援装置。
  3. 前記アプローチ範囲内への船舶の移動が終了した後、船舶が適正な速度で進行しているかのチェックを行い、適正な速度ではない場合、適正な速度となるように指示を行う構成としたことを特徴とする請求項２記載の船舶の着岸支援装置。
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